DE1816915A1 - Planetenwalzwerk mit zwei angetriebenen Stuetzwalzen - Google Patents

Description

• Planetenwalzwerk mit zwei angetriebenen Stützwalzen Die Erfindung betrifft ein Planetenwalzwerk mit zwei angetriebenen Stützwalzen und an deren Umfang in einem angetriebenen Käfig gelagerten Arbeitswalzenkränzen, wobei durch jeweils zwei ein Arbeitswalzenpaar bildende Arbeitswalzen beider Arbeitswalzenkränze die Verformung des Walzgutes erfolgt.
• L's sind bisher im wesentlichen zwei Bauarten von Planetenwalzwerken bekannt. Bei der einen Bauart werden die Stützwalzen angetrieben und durch Reibung zwischen den Arbeitswalzen und der Stützwalze infolge einer kraftschlüssigen Verbindung erfolgt der Antrieb der Arbeitswalzen. Dabei ist ein Hilfsantrieb zum Anfahren der Arbeitswalzenkäfige vorgesehen.
• Bei der anderen Bauart stehen die als Stützkörper ausgebildeten Stützwalzen fest, während die Arbeitswalzenkäfige angetrieben werden. Die Arbeitswalzen weisen dabei Stützrollen auf, die über eine Flachbahn im Walzspalt geführt werden.
• Bei beiden Bauarten ist ein besonderes Gerüst zum Einschieben des Walzgutes zwischen die Arbeitswalzen erforderlich, da beim Walzen eine Kraftkomponenten entsteht, welche auf das Walzgut eine Schubkraft entgegen der ZufUrderrichtung ausübt. Außerdem haben diese Planetenwalzwerke den Nachteil, daß beim Verwalten von Profilstäben zwei Walzwerke dieser Bauart hintereinander angeordnet werden müssen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Planetenwalzwerke dahingehend zu verbessern, daß auch Profile an illrem Umfang in einem Walzgerüst verwalzt werden und ein aufwendiges Einstoßgerüs-t in Fortfall kommen können.
• Zur Lösung der gestellten aufgabe wird vorgeschlagen, auf dem Umfang einer jeden Stützwalze zwei Arbeitswalzenkränze uni eine halbe Walzenteilung gegeneinander versetzt anzuordnen. Die Arbeitswalzen der Arbeitswalzenkränze werden aus Kegelstumpfwalzen gebildet, deren kleinere Stirnflächen einander zugewandt sind. Jeweils eine Arbeitswalze des einen Arbeitswalzenkranzes der einen Stützwalze bildet mit der diametral angeordneten Arbeitswalze des anderen Arbeitswalzenkranzes der anderen Stützewalze ein Walzenpaar und die Stützwalzen sind an ihreui Umfang r.ii-t einem V-Profil verseilen, an deren Umfangsflächen die ;-beitswalzen sich abstützen. Eine derartige Ausbildung des Planetenwalzwerkes hat den Vorteil, daß in dem Planetenwalzwerk von je zwei aufeinanderfolgenden Arbeitswalzenpaaren der Arbeitswalzenkränze auch Profile, beispielsweise Quadrat- oder Rautenprofile in einem Stück herunter-gewalzt werden können, wodurch das Nachordnen eines weiteren Gerüstes fortfällt.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die beiden Arbeitswalzenkrcrnze einer jeden Stützwalze in einem gemeninsamen Käfig gelagert. Die Käfige der Arbeitswalzenkränze sind drehbeweglich auf den Wellen der Stützwalzen gelagert und in den Käfigen sind die Arbeitswalzen drellbeweglich angeordnet. Über den KCifig erhalten die Arbeitswalzen ihren Antrieb. Die Stützwalzen werden aus je zwei mit den kleineren Stirnflächen gegeneinander gerichteten Kegelstumpfprofilen gebildet, deren eines gegenüber dem anderen in Richtung der genleinsamen Längsachse verstellbar ist. So kann durch Nächstellen der einem Stützwalzenhälfte ein Reibschluß zwischen Arbeits- und Stützwalze erzielt werden, während bei nicht verschiebbarer Stützwalzenhälfte durch Vers ciileiß bzw.
• durch Nacharbeiten von Arbeits- und/oder Stützwalzen die Kraftübertragung nicht mehr gewährleistet wäre.
• Die Anstellung der Walzen gegeneinander wird wie in konvektionellen Gerüsten durch Spindel und Einbaugehäuse ermöglicht, indem der Abstand der Stützwalzenlängsachsen zueinander verändert wird.
• Die Drehzahlen der Stützwalzen und der Walzenkäfige stehen in einem festen Verhältnis von etwa 2 : 1 zueinander, sind jedoch in Grenzen variabel.
• Dadurch, daß sowohl die Stützwalzen als auch die Küfige angetrieben werden, über die Reibflächen zwischen Walzgut und Arbeitswalzen einerseite und zwischen Arbeitswalzen und Stützwelzen andererseits Kräfte übertragen werden können und die Geschwindigkeit des Walzenkäfigs gegenüber dem reinen Abrollvorgang der Arbeitswalzen auf dem Walzgut geringfügig erhöht wird, ist es möglich, die rückwärts gerichtete Komponente der Walzkraft, die den Knäppel aus dem Walzspalt zurückdrägen @öchte, zu kompensieren, um auf ein zusätzliches Einstoßgerüst verzichten zu können.
• Der Antrieb der Stützwalzen und des Käfigs kann entweder mechanisch über Stirnräder oder lektrisch gruppenweise gemeinsam über eine elektrische Welle erfolgen.
• Die Mantellinie von Arbeits- und Stützwalzen und die Mittellinie der Arbeitswalzen schneiden sich in einem Punkt, der auf der Längsachse der Stätzwalzen liegt.
• oder Abstand des schnittpunktes von der Symmetrieachse ist von der Form des Walzendquerschnittes abhängig und er bildet bei einem Quadratquerschnitt die Arbeitswalzenmantellinie, die bei einem Schnitt durch die Mittelachse der kegelstumpfförmigem Arbeitswalze der Berührungslinie Arbeitswalze/Stützwalze gegenüberliegt, mit der Stützwalzenmittelaschse einen Winkel von 45° und bei einem Rautenquerschnitt einen Winkel gleich dem halben spitzen Rautenwinkel.
• Auf den Walzenkäfigen sind zwischen je zwei Walzen eines Walzenring es Ausnehmungen etwa in der Größe einer Kegelstumpfwalzenhälfte vorgesehen, um beim Annäliern des Walzenkäfigs der einen Stützwalze mit den Kegelstumpswalzen des anderen Walzenkäfigs in der Walzebene die Kegelstumpfwalzen nicht zu behindern.
• Die Größe und der Abstand der Arbeitswalzen ist so bemessen, daß stets ein Arbeitswalzenpaar in Eingriff mit dem Walzgut ist, dieses also ständig gehalten wird. J3as ist durch eine entsprechende Abstimmung des Verhältnisses Arbeitswalzenzahl am Umfang des Walzenkäfigs zu Arbeits- und Stützwalzendurchmesser möglich.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt die Zeichnung dar.
• Es zeigen: Fig. 1 das Planetenwalzwerk in der Vorderansicht, Fig. 2 das Planetenwalzwerk im Längsschnitt teilgeschnitten, Fig. 3 ein mechanisches Antriebsschema des Walzgerüstes und jig. 4 einen elektrischen Gruppenantrieb des Walzgerüstes.
• In den lig. 1 und 2 ist mit 1 ein Walzenständer bezeichnet, in welchem auf Wellen 2, 2a und , Da je eine obere Stützwalze ; und eine untere Stützwalze 5 drehfest in Einbaugenäusen 21, 23 gelagert sind. Die Stützwalzen 4 und 5 haben ein V-Profil, d. 11.
• sie werden jeweils aus zwei zur Symmetrieachse 5 hin geneigten Kegelstumpfprofilen 4a, 4b und 5a, 5b gebildet. Auf den Wellenzapfen 2a und Da sind in Einbaugehäusen 20, 22 drehbeweglich Walzenkäfige o und 9 einseitig gelagert, welche die Stützwalzen 4 und 5 an ihrem Umfang umschließen. In den Walzenkäfigen 8 und 9 ist zur Symmetrieachse 5 der Stützwalzen 4 und 5 eine Vielzahl von geneigten und sich dahin in ihrem Durchmesser verjüngenden Paare von kegelstumpfförmigen Arbeitswalzen 10 angeordnet. iJie Arbeitswalzen 10 bilden auf jeder Stützwalze 4 und 5 je einen rechten und linken Arbeitswalzenkranz A und 13. Die Arbeitswalzen 10 stützen sich mit einer Mantellinie auf den Kegelkonussen der Stützwalzen 1 und 5 ab. Dic Arbeitswalzen 10 sind auf Wellen 11 fliegend oder beiderseitig in den Walzenkäfigen 8 und 9 drehbeweglich gelagert.
• Mindestens eines der beiden eine Stützwalze 4 bzw. 5 bildenden Kegelstumpfprofile 4a, 4b oder 5a, 5b ist auf den Wellen 2 oder 3 mit Gewinde 12 aufgesetzt, so daß ein Verändern des Abstandes beider gegenüberliegender Kegelstumpfprofile 4a, 4b oder 5a, 5b voneinander in iLichtung der iiängsachse möglich ist. dadurch kann auch bei den wegen Verschleißes nachgearbeiteten Arbeits-und/oder Stützwalzen ein Reibschluß durch Nachstellen erzielt werden. Die radiale Anstellung erfolgt wie bei konventionellen Walzgerüsten über Spindel und Einbaugehäuse.
• Die verlängerten Schenkel U des Profiles der Arbeitswalzen 10 und die Verlängerung der Längsachsen D haben einen gemeinsamen Schnittpunkt B auf der Längsachse L der Wellen 2 und 3 wie in Fig. 2 dargestellt. So rollen die Arbeitswalzen 10 auf dem Mantel eines flegels zentrisch zu den Wellen 2 bzw. 3 auf den Stützwalzen 4, 5 ab. Die Arbeitswalzen 10 rollen durch Reibung von den angetriebenen Käfigen 8, 9 bewegt auf dem Umfang der Stützwalzen 4, 5, die ebenfalls angetrieben sind, ab.
• Der Antrieb des Walz - gerüstes erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 von dem Abtrieb eines Motors M2 über ein Kammwalzenpaar 14, 15 auf die Wellen 2, 3, die ihrerseits die Stützwalzen 4, 5 bewegen.
• Einer Antrieb der Walzenkäfige 8, 9 erfolgt von der anderen Gerüstseite ebenso von einem Motor M1 über ein Kammwalzgetriebe 17, 18 auf die Wellen 2a, 3a. Das Drehzahlverhältnis zwischen Stützwalzen- und Arbeitswalzenantrieb beträgt 2 : 1, d. Ii. etwas weniger als 2 : 1, damit die das Zurüc.kschieben des Walzgutes W aus dem Walzspalt bedingte Walzdruckkomponente aufgehoben und ein selbsttätiges Einziehen in das Walzgerüst ermöglicht wird.
• Die Verlängerung des äußeren freien Schenkels a mit der Verlängerung des freien Schenkels L bilden im Ball des Verwalzens von Quadratknüppeln einen Winkel von 450; bei Rautenkalibern entspricht der Winkel dem halben spitzen Rautenwinkel.
• »er Antrieb kann auch, wie in ilig. 4 dargestellt, über eine elektrische Welle erfolgen, wobei die beiden Stützwalzen 4, 5 und die beiden Käfige 8, 9 jeweils gemeinsam gruppenweise von .Motoren M1a, Mib und M2a, M2b angetrieben und in einem vorgegebenen Drehzahlverhältnis zueinander bewegt werden. Die Anstellung der Stützwalzen ip, 5 und damit der Arbeitswalzen 10 gegeneinander erfolgt in konventioneller Weise über Spindelanstellung der Einbaugehäuse 20, 21, 22, 2).
• Die Arbeitsweise des Planetenwalzwerkes ist folgende: Das Wialzgu-t 11 läuft in das Walzgerüst zwischen eineiii Paar von als Kegelstumpfwalzen ausgebildeten Arbeitswalzen 10 ein, die aus je einer Arbeitswalze 10 eines Arbeitswalzenkranzes A der einen Stützwalze 4 und eines Arbeitswalzenlaanzes B der anderen Stützwalze 5 oder umgekehrt gebildet werden. Die Walzflächen beider ein Paar bildenden Arbeitswalzen 10 liegen im walzspalt parallel zueinander, so daß bei jedem Eingriff eines weiteren Arbeitswalzenpaares 10 ein Teilstück des Walzgutquerschnittes auf den gewünschten Auslaufquerschnitt reduziert wird und das Walzgut dauernd von einem Arbeitswalzenpaar 10 erfaßt ist. Da ein Arbeitswalzenpaar 10 das Walzgut W von den einen beiden Längsseiten (bei eineiii Vierkantknüppel) und das folgende Arbeitswalzenpaar 10 das Walzgut vI von den anderen beiden Längsseiten herun-terwalz-t, vereinigt dieses Planetenwalzwerk zwei um 90° zueinander versetzter Walzensysteme in einem Ständer und erfüllt den gleichen Zweck bei geringeren Investitionskosten und überflüssig werden eines besonderen Einstoßgerüstes. Denn die Einzugskomponente wird aus der Einstellung des Verhältnisses der Stützwalzendrehzahl zur Ix.ifig- und damit zur Arbeitswalzendrehzahl erzeugt, wobei die Überlagerung einer Voreilung gegenüber dem Drehzahlverhältnis von 2 : 1 die Rückstoßkraft kompensiert. Beim Walzbetrieb legen sich die über den Umfang der Walzenkäfige 8, 9 hinausragenden Teile der Arbeitswalzen 10 in Ausnehmungen 19 der diametral gegenüberliegenden Seiten des anderen Walzenkäfigs.
• Um das Walzgut W dauernd von einem Arbeitswalzenpaar 10 halten zu können, ist es erforderlich, daß das Verhältnis von der Anzahl der Arbeitswalzen 10 am Umfang der Walzenkäfige b, 9 zu dem Arbeits- und Stützwalzendurclimesser so gewillt wird, daß bei Außereingriffkommen des vorhergehenden Arbeitswalzenpaares 10 bereits das folgende Arbeitswalzenpaar 10 mit dem Walzgut W in Eingriff steht.

Claims (11)

Patent ansprüche

1. Planetenwalzwerk mit zwei angetriebenen Stützwalzen und an deren Umfang in einem angetriebenen fig gelagerten Arbeitswalzenkränzen, wobei jeweils durch zwei ein Arbeitswalzenpaar bildende Arbeitswalzen beider Arbeitswalzenkränze die Verformung des Walzgutes erfolgt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf dem Umfang einer jeden Stützwalze (4, 5) zwei Arbeitswalzenkränze (A, B) um eine halbe Walzenteilung gegeneinander versetzt angeordnet sind, die Arbeitswalzen ( 10) der Arbeitswalzenkränze (A, B) aus Kegelstumpfwalzen gebildet werden, deren kleinere Stirnflächen einander zugewandt sind, jeweils eine Arbeitswalze ( 10) des einen Arbeitswalzenkranzes (A) der einen Sttitzwalze ( 4 bzw. 5) mit der diametral angeordneten tirbeitswalze (10) des anderen Arbeitswalzenkranzes (B) der anderen Stützwalze (5 bzw. 4) ein Walzenpaar bilden und die Stützwalzen (4, 5) am Umfang mit einem V-Profil versehen sind, an deren Umfangsflächen die Arbeitswalzen ( 10) sich abstützen.

2. Planetenwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitswalzenkränze (A, B) einer jeden Stützwalze (4, 5) in einem gemeinsamen Walzenkäfig (8, 9) gelagert sind.

). Planetenwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenkäfige (8, 9) der Arbeitswalzenkränze (A, B) drehbeweglich auf den Wellen (2, 3) der Stützwalzen (4, 5) gelagert und in den Walzenkäfigen (8, 9) die Arbeitswalzen (10) drehbeweglich angeordnet sind.

4. Planetenwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (4, 5) aus je zwei mit den kleinen Stirnflächen gegeneinander gerichteten Kegelstrumpfprofilen (4a, 4b, 5a, 5b) gebildet werden, deren eines gegenüber dem anderen in Richtung der gemeinsamen Längsachse (L) verstellbar ist.

5. Planetenwalzwerk nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der Stützwalzen (4, 5) und der Walzenkäfige (8, 9) in einem festen, in Grenzen variablen Verhaltnis von ca. 2 : 1 zueinander stehen.

6. Planetenwalzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Stützwalzen (4, 5) und der Walzenkäfige (8, 9) über Stirnräder (14, 15, 17, 18) erfolgt.

7. Planetenwalzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (4, 5) und die Walzenkäfige (8, 9> gruppenweise über eine elektrische Welle (M1a, Mib, M2a, M2b) gemeinsam angetrieben werden.

8. Planetenwalzwerk nach einem der vorhergegangenen Ansprüchg, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien (C) von Arbeits- (10) und Stützwalzen (4, 5) und die Mittellinie der Arbeitswalzen (10) sich in einem Punkt (E) schneiden, der auf der Längsachse (L) der Stützwalzen (4, 5) liegt.

9. Planetenwalzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Schnittpunktes (B) von der Symmetrieachse von der Form des Walzgutes () abhängig ist und bei einem Quadrat die Arbeitswalzenmantellinie (C), die bei eineip Längsschnitt durch die Mittelachse (D) der kegelstumpfförmigen Arbeitswalze der Berührungslinie Arbeitswalze/ Stützwalze gegenüberliegt, mit der Stützwalzenmittelachse (L) einen Winkel von 450 und bei einem Rautenquerscimitt einen Winkel gleich dem halben spitzen Rautenwinkel bildet.

10. Planetenwalzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und der Abatand der Arbeitswalzen so bemessen ist, daß stets ein Arbeitswalzenpaar mit dem Walzgut im Eingriff steht.

11. Planetenwalzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Walzenkäfigs (8, 9) zwischen je zwei Walzen eines Walzenringes Ausnehmungen (19) etwa in der Größe einer Arbeitshälfte (10) vorgesehen sind.